C语言的本质（26）——C标准库之数值字符串转换

C语言提供了几个标准库函数,可以将任意类型(整型、长整型、浮点型等)的数字转换为字符串。

#include <stdlib.h>
int atoi(const char *nptr);

atoi把一个字符串开头可以识别成十进制整数的部分转换成int型。参数nptr字符串，如果第一个非空格字符存在，是数字或者正负号则开始做类型转换，之后检测到非数字(包括结束符 \0) 字符时停止转换，返回整型数。否则，返回零，

例如atoi("123abc")的返回值是123，字符串开头可以有若干空格，例如atoi(" -90.6-")的返回值是-90。如果字符串开头没有可识别的整数，例如atoi("asdf")，则返回0，而atoi("0***")也返回0，根据返回值并不能区分这两种情况，所以使用atoi函数不能检查出错的情况。下面要讲的strtol函数可以设置errno，因此可以检查出错的情况，在严格的场合下应该用strtol，而atoi用起来更简便，所以也很常用。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
         floatn;
         char*str="12345.67";
         n= atoi(str);
         printf("string=%s integer=%f\n",str,n);
         return0;
}

#include <stdlib.h>
double atof(const char *nptr);

atof把一个字符串开头可以识别成浮点数的部分转换成double型，相当于下面要讲的strtod(nptr, (char **) NULL);。字符串开头可以识别的浮点数格式和C语言的浮点数常量相同，例如atof("31.4")的返回值是31.4，atof("3.14e+1AB")的返回值也是31.4。atof也不能检查出错的情况，而strtod可以。

#include<stdlib.h>
int main()
{
         char*a = "-100.23";
         char*b = "200e-2";
         doublec;
         c= atof(a) + atof(b);
         printf("c=%.2lf\n",c);
         return0;
} 

#include <stdlib.h>
long int strtol(const char *nptr, char**endptr, int base);

返回值：转换结果，出错时设置errnostrtol是atoi的增强版，主要体现在这几方面：

不仅可以识别十进制整数，还可以识别其它进制的整数，取决于base参数，比如strtol("0XDEADbeE~~", NULL, 16)返回0xdeadbee的值，strtol("0777~~",NULL, 8)返回0777的值。

endptr是一个传出参数，函数返回时指向后面未被识别的第一个字符。例如char *pos; strtol("123abc", &pos, 10);，strtol返回123，pos指向字符串中的字母a。如果字符串开头没有可识别的整数，例如char *pos; strtol("ABCabc", &pos, 10);，则strtol返回0，pos指向字符串开头，可以据此判断这种出错的情况，而这是atoi处理不了的。

如果字符串中的整数值超出long int的表示范围（上溢或下溢），则strtol返回它所能表示的最大（或最小）整数，并设置errno为ERANGE，例如strtol("0XDEADbeef~~", NULL, 16)返回0x7fffffff并设置errno为ERANGE。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
         char*string,*stopstring;
         doublex;
         intbase;
         longl;
         unsignedlong ul;
         string="3.1415926This stopped it";
         x=strtod(string,&stopstring);
         printf("string=%s\n",string);
         printf("strtod=%f\n",x);
         printf("Stoppedscan at:%s\n",stopstring);
         string="-10110134932This stopped it";
         l=strtol(string,&stopstring,10);
         printf("string=%s\n",string);
         printf("strtol=%ld\n",l);
         printf("Stopped scan at:%s\n",stopstring);
         string="10110134932";
         printf("string=%s\n",string);
         for(base=2;base<=8;base*=2)
         {
                   ul=strtoul(string,&stopstring,base);
                   printf("strtol=%ld(base%d)\n",ul,base);
                   printf("Stoppedscan at:%s\n",stopstring);
         }
         return0;
}

回想一下使用fopen的套路if ( (fp = fopen(...)) == NULL) { 读取errno }，fopen在出错时会返回NULL，因此我们知道需要读errno，但strtol在成功调用时也可能返回0x7fffffff，我们如何知道需要读errno呢？最严谨的做法是首先把errno置0，再调用strtol，再查看errno是否变成了错误码。ManPage上有一个很好的例子：

strtol的出错处理：

#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
         intbase;
         char*endptr, *str;
         longval;

         if(argc < 2) {
                   fprintf(stderr,"Usage: %s str [base]\n", argv[0]);
                   exit(EXIT_FAILURE);
         }

         str= argv[1];
         base= (argc > 2) ? atoi(argv[2]) : 10;

         errno= 0;
         val= strtol(str, &endptr, base);

         if((errno == ERANGE && (val == LONG_MAX || val == LONG_MIN))
             || (errno != 0 && val == 0)) {
                   perror("strtol");
                   exit(EXIT_FAILURE);
         }

         if(endptr == str) {
                   fprintf(stderr,"No digits were found\n");
                   exit(EXIT_FAILURE);
         }

         printf("strtol()returned %ld\n", val);

         if(*endptr != '\0')
                   printf("Furthercharacters after number: %s\n", endptr);

         exit(EXIT_SUCCESS);
}

#include <stdlib.h>
double strtod(const char *nptr, char **endptr);

strtod()会扫描参数nptr字符串，跳过前面的空格字符，直到遇上数字或正负符号才开始做转换，到出现非数字或字符串结束时('\0')才结束转换，并将结果返回。若endptr不为NULL，则会将遇到不合条件而终止的nptr中的字符指针由endptr传回。参数nptr字符串可包含正负号、小数点或E(e)来表示指数部分。如123.456或123e-2。

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main(void)
{
   char *endptr;
   char a[] = "12345.6789";
   char b[] = "1234.567qwer";
   char c[] = "-232.23e4";
   printf( "a=%lf\n", strtod(a,NULL) );
   printf( "b=%lf\n", strtod(b,&endptr) );
   printf( "endptr=%s\n", endptr );
   printf( "c=%lf\n", strtod(c,NULL) );
         return0;
}